2nd作者:路易斯·休斯博士
在过去的十年中，生物扫描电镜已经从一个相对利基的应用，只关注表面结构，到能够以接近TEM的分辨率在三维空间中处理内部组织和细胞超微结构。有几种技术是生物学家特别感兴趣的。
SEM中的STEM
生物EM的对比是一个持续的挑战。有许多方法可以解决这个问题，包括修改样品制备以提高对比度，使用成分信息(见下面的多色SEM)和优化显微镜操作条件。降低TEM的加速电压可以显著提高样品的对比度，但无法达到sem的低加速电压(<1-30kV)。SEM中的专用STEM支架和STEM探测器复制了通过薄片传输的电子的检测，从而能够成像低对比度样品，减少样品污染，减少样品充电，并可能减少对样品的损坏。虽然SEM中的STEM不具有TEM中所能实现的相同分辨率，但它也扩展了SEM的能力，适用于分辨率稍低的应用。bob综合app官网登录
Block-face成像
样品的超微结构信息也可以从嵌入树脂的样品的平面上获得。可以从树脂块的切割或抛光表面获得背散射电子图像，并揭示样品的超微结构信息。在SEM中，块面成像优于TEM或STEM的优点是可以通过网格条等支撑材料不间断地成像大表面积。极低的加速电压和较长的波束停留时间可以实现高分辨率图像。光束灵敏度和充电问题意味着成像条件对于在这些类型的样品上获得最佳成像结果至关重要。
图1。用后向散射电子成像的拟南芥根尖的块面图像，显示细胞的超微结构。
体积扫描电镜
体积显微镜可以在TEM(连续切片TEM和电子断层扫描)中进行，但只能用于相对较小体积的样本，如细胞或细胞器的一部分。对于需要整个细胞、大面积组织或整个生物体在超微结构分辨率上的数据量，体积扫描电镜提供了一系列技术。体积扫描电镜技术的细节可以在上一篇博文．最常用的三种技术包括对样品进行切片，并捕获切片或剩余样品块的图像(串行块面成像)。
- 聚焦离子束扫描电子显微镜(FIBSEM)使用双束显微镜。电子束捕捉样品表面的图像。在获取电子图像的过程中，离子束从表面上烧蚀出一层薄层。
- 连续块面扫描电子显微镜(SBFSEM)包括在图像之间使用金刚石刀去除样品的表层。
- 阵列断层扫描(或串行切片扫描电镜)包括在显微镜外创建一系列切片或切片，将它们保存在基片上，并依次对每个切片成像。
图2。SBFSEM数据显示根细胞边缘内质网的三维重建。从图1所示的同一样本中捕获的数据。
每一种体扫描电镜技术提供的数据都有助于对复杂的3D超微结构进行准确的解释和建模，而使用传统的2D电子图像很难进行分析。
Cryo-SEM
Cryo-SEM使用特殊的冷却阶段和样品转移设备，使图像样品尽可能接近其自然状态，样品完全水化和冷冻。所有生物电子显微镜的一大挑战是需要大量的样品制备，以保存暴露在高真空和破坏性电子束的恶劣电子显微镜环境下的样品。快速冷冻样品以避免冰晶形成，从而使水分含量玻璃化，提供了最快的保存速度，并在标本中产生最少的人工制品。Cryo-SEM可以与其他技术结合使用，如相关光学和电子显微镜(CLEM)或FIBSEM，以3D方式对冷冻样品进行成像，或为高分辨率TEM创建薄的冷冻样品切片。
彩色扫描电镜
利用电子信号成像结构信息并将其与生物标本的成分信息结合起来是可能的。该成分数据可通过能量色散x射线能谱(EDS)、电子能量损失能谱(EELS)和阴极发光法获得，并可通过颜色的应用应用于电子数据。这些技术可以用来识别样品中发现的元素，绘制它们的分布，并测量它们的相对数量。更多关于生物研究用EDS的信息请见我们的应用程序页面．
图3显示了地形二次电子(SE)图像、显示密度差异的背散射电子图像(BSE)和揭示骨植入物中元素分布的x射线信号之间的差异(样本由斯旺西大学的Zhidao Xia提供)。
生物学家可用的扫描电镜技术的范围意味着扫描电镜现在是任何生物成像设施的关键工具。如果您想更详细地了解先进的生物扫描电镜，请注册我们的即将到来的会议在那里，我将讨论这些主题，以及如何通过优化成像条件和样品制备技术，最大限度地利用您的显微镜。
